基于TC35T調(diào)制解調(diào)器和P87LPC767單片機(jī)實(shí)現(xiàn)短消息監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1 引言

近年來，隨著移動(dòng)通信事業(yè)的迅速發(fā)展，作為移動(dòng)網(wǎng)的延伸和完善設(shè)備--直放站得到了迅速應(yīng)用，直放站的位置常常處于偏僻的農(nóng)村和山區(qū)，因此，維護(hù)很不方便，為了及時(shí)了解直放站的工作狀態(tài)，開發(fā)了直放站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能包括對直放站供電電源及射頻輸出功率等進(jìn)行無線監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)直放站系統(tǒng)無人值守時(shí)的故障告警以及控制等功能。直放站監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理是利用GSM無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的廣闊覆蓋范圍，借助于GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS（短消息）服務(wù)功能，將直放站工作狀態(tài)及有關(guān)信息以SMS的形式通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送到指定的監(jiān)控中心或維護(hù)人的手機(jī)上，從而使系統(tǒng)故障得到及時(shí)處理；平時(shí)也可以通過監(jiān)控中心或手機(jī)查詢指定地點(diǎn)直放站的工作狀態(tài)，以保證通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。同時(shí)，由于監(jiān)控系統(tǒng)配有備份電池，它在交流電源發(fā)生故障時(shí)仍可正常工作數(shù)小時(shí)，從而能夠?qū)⒐收闲畔⒖煽康貍骰鼐W(wǎng)絡(luò)維護(hù)者。此系統(tǒng)也可用于其它自控系統(tǒng)的功率及電源監(jiān)控等方面。

2 TC35T的特點(diǎn)及功能

TC35T是Siemens公司推出的GSM專用調(diào)制解調(diào)器，它可在GSM網(wǎng)中完成語音、數(shù)據(jù)、短消息以及傳真的傳送。TC35T具有標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口和完整的SIM卡閱讀器，因此使用非常簡單。

2.1 TC35T的主要特點(diǎn)

TC35T的主要特點(diǎn)如下：

● 可工作于雙頻段EGSM900／GSMl800；

●具有語音、數(shù)據(jù)、短消息和傳真?zhèn)魉凸δ埽?/p>

●具有模擬語音接口；

●可以讀寫SIM卡；

●帶有一個(gè)RS232接口；

●工作電壓范圍寬達(dá)8-30V，在僅傳數(shù)據(jù)時(shí)電壓范圍為5．6~30V；

●支持GSM Phase2／2+；

●支持AT命令。

2．2 TC35T的主要接口功能

TC35T采用半成品封裝，其對外接口有模擬語音接口、RS-232、SIM卡、電源和天線等。

（1）電源接口

TC35T的電源接口示意圖如圖1所示。各引出端的功能如下：

1腳：正電源輸入端；

2腳：空腳；

3腳：復(fù)位輸入；

4腳：激發(fā)輸入；

5腳：空腳；

6角：接地。

（2）RS232接口

采用9針D-Sub接頭的RS232接口如圖2所示，該接口主要用于TC35T與PC機(jī)或單片機(jī)的連接，可以根據(jù)需要通過軟件控制TC35T工作。各引腳的功能如下：

1腳：數(shù)據(jù)載波檢測；

2腳：數(shù)據(jù)接收；

3腳：數(shù)據(jù)發(fā)送；

4腳：數(shù)據(jù)終端就緒；

5腳：地；

6腳：數(shù)據(jù)設(shè)置就緒；

7腳：發(fā)送請求；

8腳：發(fā)送清除；

9腳：振鈴指示。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3所示是一個(gè)通用監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖。由圖3可知，分布在各處的具有監(jiān)控單元的直放站可以通過GSM網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控中心電腦組成一個(gè)直放站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心電腦上運(yùn)行有專用的可視界面監(jiān)控軟件，并配有無線調(diào)制解調(diào)器，遠(yuǎn)端各處直放站的故障信息可隨時(shí)傳回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心亦可隨時(shí)查詢分布在各處直放站的工作狀態(tài)。

3．1監(jiān)控單元的組成

監(jiān)控單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。它主要由電源單元（含電池充電及備份電池切換）、微處理器單元（MCU）及符合GSM規(guī)范的無線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成。通過微處器可監(jiān)視直放站的狀態(tài)，若有故障發(fā)生（如電源掉電、功率異常等），系統(tǒng)便可對故障進(jìn)行處理，并將故障信息及有關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成短信息格式經(jīng)無線調(diào)制解調(diào)器TC35T發(fā)給BTS，然后通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)者。

監(jiān)控單元以P87LPC767為控制中心，同時(shí)包括數(shù)據(jù)采集、信息接收、信息發(fā)送和電源等四部分。

單片機(jī)P87LPC767是一種80C51改進(jìn)型MCU，該器件增加了用戶想要的WDT看門狗、I℃總線和二個(gè)模擬量比較器組成的8位A／D及D／A轉(zhuǎn)換器。另外，它的上電復(fù)位檢測和欠壓復(fù)位檢測功能可保證I／O口的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到20mA，P87LPC767的運(yùn)行速度為標(biāo)準(zhǔn)80C51的二倍，而且溫度范圍也達(dá)到了工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)-40-+85℃。該單片機(jī)本身的可靠性即電磁兼容性極好，同時(shí)，P87LPC76x還具備MCS-51系列已有的諸多特點(diǎn)。

該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集包括220V交流采樣、12V直流電壓采樣、24V直流電壓采樣和射頻功率采樣等。而無線數(shù)據(jù)收發(fā)則由西門子公司的TC35T來完成。

系統(tǒng)由交、直流兩路供電，交流供電由AC／DC電源模塊完成，直流供電由6V鉛酸蓄電池提供，以保證在交流停電時(shí)，系統(tǒng)能把故障信息可靠地送回監(jiān)控中心。為了保證220V交流電壓傳感器的正常工作，該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了升壓電路，因而可以將6V直流電壓提升至12V。

3．2監(jiān)控單元的軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控單元的軟件采用匯編語言設(shè)計(jì)，需要完成的功能包括A／D采樣的控制、告警信息的發(fā)送、對控制命令的響應(yīng)、對TC35T的控制以及程序的自動(dòng)復(fù)位等功能。其主程序框圖如圖5所示。

4 結(jié)束語

短消息傳遞具有覆蓋廣、自動(dòng)傳送、費(fèi)用低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可以用來作環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控、野外數(shù)據(jù)采集、水庫水位監(jiān)控等。但是，由于短消息的傳遞需要經(jīng)過移動(dòng)交換機(jī)和短消息中心來完成，它的適時(shí)性與短消息中心的容量以及移動(dòng)交換機(jī)的忙閑有關(guān)。在短消息擁塞或話務(wù)量密集時(shí)段，其適時(shí)性較差。另外，由于GSM協(xié)議中規(guī)定每條短消息的最大長度為160個(gè)字節(jié)，因此利用它每次傳送的信息量不能太大。

責(zé)任編輯：gt